Observé également par Voyager 1, le petit satellite Amalthée, qui gravite à moins de 110 000 km des plus hauts nuages enveloppant Jupiter, se révèle être un astéroïde rougeâtre, de 155 km sur 270 km, dont le grand axe reste toujours pointé vers la planète. L'examen attentif de clichés recueillis par Voyager 2 le 8 juillet 1979 permet à David Jewitt et Edward Danielson, de l'Institut de technologie de Californie, d'identifier le 14^e satellite de Jupiter. Celui-ci, auquel est attribuée la dénomination provisoire 1979 J 1, gravite en 7 h 08 min, à 58 000 km environ du sommet des nuages, au voisinage du bord extérieur de l'anneau entourant la planète. Son diamètre n'excède pas 40 km. De tous les satellites naturels connus dans le système solaire, il est celui qui possède la plus grande vitesse orbitale (30 km/s) et la plus courte période de révolution.

Saturne

Après le brillant succès des missions Voyager près de Jupiter, l'attention se porte sur Pioneer 11, premier engin spatial à atteindre la banlieue de Saturne. En parfait état de fonctionnement après six ans et demi de voyage dans l'espace et un parcours de plus de trois milliards de kilomètres, la sonde survole la planète le 1^er septembre, passant à 21 000 km seulement du sommet de son atmosphère après avoir traversé le plan de ses anneaux (440 images sont recueillies à cette occasion par le photopolarimètre de l'engin).

Le système de prise de vues est rudimentaire : il se réduit à des cellules photoélectriques disposées au fond d'un tube, le balayage étant assuré par le mouvement de la sonde, qui se déplace sur sa trajectoire en tournoyant sur elle-même à raison de quelque 8 tours/minute. Quarante images présentent néanmoins une définition supérieure à celle des meilleures photographies obtenues depuis la Terre, les plus fins détails visibles étant de 90 km seulement. À la différence de ce que l'on observe sur Jupiter, aucune formation tourbillonnaire n'apparaît dans l'atmosphère, et les bandes nuageuses parallèles se distinguent à peine, quoique la circulation atmosphérique autour des deux planètes soit regardée comme similaire. Sans doute une épaisse couche de brume masque-t-elle les phénomènes violents qui se déroulent au cœur de l'atmosphère.

En revanche, de nombreuses informations sont obtenues sur les anneaux. Le radiomètre infrarouge de Pioneer 11 enregistre sur leur face éclairée une température de – 203 °C à – 213 °C. Leur faible densité peut d'autre part être établie, ce qui renforce l'hypothèse selon laquelle ils seraient constitués de petits blocs de glace. Mais, surtout, un nouvel anneau (anneau F), de moins de 800 km de large, est détecté à 3 500 km environ au-delà du plus extérieur déjà connu, et l'existence d'une division entre les anneaux intérieurs B et C, qui restait contestée depuis son observation par le Français Bernard Lyot dans les années 40, est confirmée. Par contre, l'anneau D, dont la découverte à proximité immédiate du bord de Saturne avait été annoncée en 1969 par le Français Pierre Guérin, n'est pas observé.

Par ailleurs, comme on le prévoyait, le magnétomètre de Pioneer 11 révèle que Saturne est doté d'un important champ magnétique et de ceintures de rayonnement où s'accumulent les particules chargées, emprisonnées dans sa magnétosphère. Toutefois, contrairement à ce que l'on observe pour la Terre et Jupiter, il apparaît que l'axe magnétique de la planète se confond pratiquement avec son axe de rotation. Le survol de Saturne est aussi l'occasion pour Pioneer 11 de procéder à une rapide inspection des satellites de la planète, dont la masse et le pouvoir réflecteur peuvent ainsi être déterminés avec davantage de précision. Cinq images du satellite principal, Titan, sont recueillies d'une distance de 360 000 km environ. Un nuage d'hydrogène est détecté autour de l'astre, mais l'altitude de survol reste trop importante pour qu'on puisse établir si une activité biologique s'est développée sur ce monde de 5 800 km de diamètre dont l'atmosphère, à base de méthane, est regardée comme similaire de celle que connut primitivement la Terre.

Seconde génération

Enfin, trois nouveaux satellites sont détectés : le premier, surnommé Pioneer Rock mais désigné officiellement par le matricule provisoire 1979 S1, est découvert sur une image de Saturne prise le l^er septembre alors que l'engin se trouvait à 943 000 km de la planète ; son existence est établie aussi par des mesures effectuées seize heures auparavant, qui permettent de lui affecter un diamètre de 170 km et de préciser qu'il gravite à 92 000 km au-dessus des nuages de l'atmosphère de Saturne, non loin du bord extérieur de l'anneau F. Les deux autres objets ne sont mis en évidence que de façon indirecte, lors du dépouillement de mesures effectuées à l'initiative de James Van Allen, de l'université de Iowa, en vue d'étudier les trajectoires des particules atomiques piégées dans le domaine magnétique de Saturne. L'un, 1979 S5, d'un diamètre de 170 km environ lui aussi, graviterait à l'intérieur de l'anneau F, avec une période de révolution voisine de quinze heures. L'autre, 1979 S3, se trouverait à près de 110 000 km du sommet de l'atmosphère de Saturne.